Проекты

Двигатель Стирлинга

Работа призёров конкурса проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Машиностроение, транспорт» среди работ учащихся 10–11 классов

Направление работы: Инженерия
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1234
Предметы: Физика, 3D-моделирование
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Инженеры будущего» открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» 2021 года

Актуальность

В наше время существует множество разных двигателей: от небольших и маломощных до гигантских генераторов с большим КПД. Все они также используются в самых различных областях. Конечно, двигатели наибольшей мощности используются на предприятиях. Обычно это электродвигатели или тепловые двигатели. Одним из таких двигателей, находящихся на производственных предприятиях, является двигатель внешнего сгорания, называющийся двигателем Стирлинга.

Тема очень актуальна, ведь двигатель Стирлинга экологичен, а также употребляет любое топливо, что ценится в настоящее время.

Цель

Изучить работу и применение двигателя. Для достижения этой цели было поставлено несколько задач, а именно: развить и улучшить навыки работы с 3D-моделированием, доказать простоту создания, сконструировать работающий двигатель.

Задачи

  1. Развить и улучшить навыки работы с 3D-моделированием.
  2. Доказать простоту создания.
  3. Сконструировать работающий двигатель.

Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Шуруповёрт
  • Канцелярский нож
  • Алюминиевые банки
  • Алюминиевые спицы
  • Железная вата
  • Деревянная основа
  • Трубки

Описание

На первоначальном этапе авторы долго обсуждали, как сделать такой двигатель в домашних условиях. Авторы собрали небольшой образец двигателя Стирлинга из имеющихся деталей. Затем, изучив его работу, авторы приступили к созданию более мощного двигателя. Для простоты понимания конструирования двигателя авторы также создали 3D-модели. На сборку главного двигателя, включая переделку, ушло около месяца. Двигатель был полностью ручной работы. При проектировании двигателя, а также при исследовании его работы авторы определили такие важные компоненты, как герметичность, минимальное трение и точность в каждой детали.

Результаты работы/выводы

Авторы изучили и собрали двигатель Стирлинга своими руками, создали 3D-модели, тем самым улучшили навыки 3D-моделирования. В ходе работы авторы выяснили слабые места двигателя. В дальнейшем авторы планируют доработать двигатель, к примеру, путем создания резервного генератора.

Перспективы использования результатов работы

В перспективе авторы планируют использовать двигатель Стирлинга как резервный генератор. Также авторы планируют увеличить его мощность за счёт добавления 2-го цилиндра. В будущем авторы также планируют испытать двигатель на других видах топлива, например, биотопливе или солнечной энергии. В дальнейшем планируется провести замер мощности и крутящего момента реального КПД, а не теоретического.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

НИТУ «МИСиС»

Награды/достижения (в каких конкурсах и с какими результатами выставлялась ранее эта работа)

Конкурс проектных работ «Создаём будущее вместе!» – участник

Мнение автора

«Я доволен выступлением со своей работой на конференции «Инженеры будущего», а также проведением конференции. Считаю, что конференция помогла мне развить многие навыки. Планирую и дальше выступать на конференции»